JP3377819B2 - 合成樹脂管製造用押出成形金型およびこの押出成形金型を用いた合成樹脂管の押出成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂管、特に、一
端から管の途中まで内面に内面に螺旋リブを有し、その
後他端まで内面に螺旋リブがない脚部継手の直上の排水
縦管として使用される合成樹脂管を製造するのに使用さ
れる押出成形金型、および、この押出成形金型を使用し
た一端から管の途中まで内面に内面に螺旋リブを有し、
その後他端まで内面に螺旋リブがない合成樹脂管を連続
的に押出成形する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、図１７に示すように、中高層建
築物等に設けられる排水管路１０１は、各階層を通過す
るように鉛直方向に配設される縦管路１０２と、略水平
に配置される横管路１０３と、縦管路１０２の脚部に配
置され縦管路１０２と横管路１０３とを接続する脚部継
手１０４とから構成されているとともに、縦管路１０２
を構成する排水管として、常に、縦管路１０２内に空気
芯が形成して管内が閉塞しないようにするために、内面
に螺旋リブを形成した内面螺旋リブ付き排水管を使用し
ている。

【０００３】しかし、このような排水管路１０１では、
特に高流量の排水が流下したときに螺旋リブの働きによ
って旋回流となりながら管壁に沿って縦管路１０２を勢
いよく流下してきた排水が、脚部継手１０４および横管
路１０３内で暴れ管路を閉塞することがある。また、特
に、洗濯水や洗剤を含んだ排水が流下する場合、流下し
てきた排水が、脚部継手１０４の曲がり部内壁面に勢い
よく当たり、曲管部近辺で泡が発生するため、この泡が
２階付近まで堆積し、ついには便器、手洗い等の衛生器
具から室内に泡が流れ出すと言う問題を生じる。

【０００４】そこで、本発明の発明者らは、一端から管
の途中まで螺旋リブが形成され、その後螺旋リブが形成
されていない合成樹脂管をすでに提案している。すなわ
ち、この合成樹脂管を螺旋リブが形成されていない側が
下側になるように縦管路１０２の脚部継手１０４直上の
縦管として配管すれば、上方の内面螺旋リブ付き管によ
って勢いよく流下してきた排水は、螺旋リブがない部分
で勢いが緩められたのち、脚部継手１０４および横管路
１０３に流入するようになり、泡の発生を防ぐことがで
きる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な合成樹脂管は、たとえば、特願平４−１２０４８３号
等において、この発明者らが先に提案したような方法、
すなわち、図１８に示すように押出成形金型３０１の固
定コア３０２の出口側表面に複数の螺旋溝３０３を形成
し、押出機３０４から押し出された溶融樹脂３０５が金
型３０１内を通る間にこの螺旋溝３０３に対応する螺旋
リブを内面に形成しつつ管状にして押し出す方法、また
は、図１９に示すように押出成形金型４０１の一定速度
で回転する回転コア４０２の出口側表面に回転軸に平行
な凹溝４０３を形成し、押出機４０４から押し出された
溶融樹脂が凹溝４０３と回転コア４０２の回転に伴って
螺旋リブを内面に形成しつつ管状して押し出す方法等に
よって、全長にわたって内面に螺旋リブが形成された内
面螺旋リブ付き管を一旦成形したのち、管の一方の端部
側から管の途中まで螺旋リブを削りとることで得るよう
にしているが、このような方法では、製造工程が煩雑で
生産性が非常に悪いと言う問題がある。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みて、一端
から管の途中まで螺旋リブが形成され、その後管の途中
から他端にかけて螺旋リブが形成されていない合成樹脂
管を連続成形で効率よく製造することができる押出成形
金型およびこの押出成形金型を用いた上記合成樹脂管の
製造方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１の発明にかかる押出成形金型は、コ
アの少なくとも出口側表面にコアの出口側端面まで達す
る複数の凹溝が所望ピッチで形成されていて、内面に前
記凹溝に対応した螺旋リブが形成された内面螺旋リブ付
き合成樹脂管を金型出口から連続的に押出成形する押出
成形金型であって、前記コアの最大径と略同じ外径で、
前記凹溝と略同じか少し大きな切欠が前記凹溝と同じピ
ッチで周囲に形成された円盤状のプレートを備え、この
プレートは、中心軸をコアの軸心と一致させた状態で前
記コアの出口側端面に回転自在に支持されているととも
に、このプレートを押出成形途中に所望角度回転させて
前記凹溝と切欠との周方向の位置関係をずらせる位置調
節手段を有している構成とした。

【０００８】一方、請求項２の発明にかかる押出成形方
法は、請求項１の押出成形金型から連続的に合成樹脂管
を押し出すとともに、位置調節手段を介して押出成形途
中にプレートを周方向に回転させ、凹溝と切欠との位置
が合った状態と、凹溝の出口側端面がプレートの切欠が
設けられていない部分で閉鎖された状態とを所望時間毎
に切り換える構成とした。

【０００９】上記構成において、コアは、コア全体が固
定されているもの、コア全体が回転するもの、凹溝が形
成された部分のみ回転するものなど特に限定されない。
なお、凹溝は、コア全体が固定された金型を用いる場
合、管の内面に形成しようとする螺旋リブに応じて螺旋
状に形成され、コア全体が回転する金型、あるいは凹溝
部分のみ回転するような金型を用いる場合、螺旋状に設
けても、コアの回転軸に略平行に設けても構わない。

【００１０】凹溝の断面形状は、形成するリブの断面形
状に応じて適宜選択できるが、例えば、図１のように三
角形、図２（ａ）のように半円形、図２（ｂ）のように
四角形、図２（ｃ）のように花びら形、図２（ｄ）のよ
うに変形花びら形、図２（ｅ）のように傾斜半円形、図
２（ｆ）のように傾斜三角形、図２（ｇ）のように傾斜
四角形などが挙げられる。

【００１１】凹溝は、特に限定されないが、コアの出口
側に向かって除々に深くしておくことが好ましい。位置
調節手段としては、特に限定されないが、たとえば、コ
アの軸芯に金型外部の駆動手段により駆動する駆動軸を
設け、この駆動軸を回転させることでプレートを所定位
置に回転移動させる方式のものが挙げられる。

【００１２】また、管を形成する合成樹脂としては、特
に限定されないが、たとえば、ポリ塩化ビニル、後塩素
化ポリ塩化ビニル、ポリエチレン，ポリアミド（ナイロ
ン）等が挙げられ、たとえば、上記のように固定コアの
出口側に螺旋リブを設ける方法で管を押出成形する場合
には、見掛け粘度１０００ポイズ以上になる合成樹脂が
特に好ましい。

【００１３】すなわち、見掛け粘度が１０００ポイズ未
満になると、溶融樹脂が螺旋溝にスムーズに導かれず、
一旦螺旋溝に入った溶融樹脂が溝のない部分に押し出さ
れたりする。したがって、管の内面の本来平滑であるべ
き部分、すなわち、リブを形成していない部分に凹凸が
生じたり、不連続なリブが形成されたり、リブにささく
れが生じたりする恐れがある。また、押し出された後も
粘度が低いため、パリソン（半溶融状態の樹脂）がドロ
ーダウンしやすく真円の管にフォーミングしにくくなる
傾向がある。

【００１４】因に、通常、見掛け粘度が１０００ポイズ
未満の樹脂であっても炭酸カルシウム等を樹脂中にブレ
ンドするか、シランカップリング剤などによる化学架橋
等を利用すれば、見掛け粘度を１０００ポイズ以上に調
整することができる。

【００１５】

【作用】上記請求項１の発明の構成によれば、位置調節
手段を操作してプレートの切欠と凹溝の出口側端部とを
一致させておくと、凹溝の働きによって内面に螺旋リブ
が形成されながら溶融状態の管が連続的に金型から押し
出されてくる。そして、位置調節手段を操作してプレー
トの切欠と凹溝の出口側端部との位置をずらせ、凹溝の
出口側端部をプレートの切欠が設けられていない部分で
塞ぐようにすると、一旦凹溝に入った溶融樹脂は、プレ
ートの切欠が設けられていない部分によって削り採られ
るため、内面に螺旋リブ等の突出部がない溶融状態の管
が連続的に金型から押し出されてくる。

【００１６】また、請求項２の発明の構成によれば、位
置調整手段によって所定間隔毎にプレートの切欠と凹溝
の出口端部の位置関係を、プレートの切欠と凹溝の出口
側端部とが一致している状態と、凹溝の出口側端部をプ
レートの切欠が設けられていない部分で塞ぐようにした
状態とに切り換えることで、内面に螺旋リブが形成され
た状態と螺旋リブが形成されていない状態に交互に切り
替わった溶融状態の管が連続的に押し出されるようにな
る。

【００１７】そして、この連続的に押し出された管を所
定ピッチ毎に切断することで、一端から管の途中まで、
内面に螺旋リブが形成され、その後内面に螺旋リブが形
成されていない管を得ることができる。

【００１８】

【実施例】以下に、本発明を、その実施例をあらわす図
面を参照しつつ詳しく説明する。図３は本発明にかかる
押出成形金型の１実施例を側面から見た断面であらわ
し、図４は金型出口側からみてあらわし、図５は図１の
押出成形金型を組み込んだ押出成形装置をあらわしてい
る。図５に示すように、押出成形装置Ａは、押出機１，
金型２，フォーミング装置３，引取機４，切断機６を備
えている。

【００１９】金型２は、図３および図４に示すように、
固定ランド２１、固定コア２２、回転コア（先端コア）
２３、主回転シャフト２４、アダプターリング２５、プ
レート２７、位置調節手段としての副回転シャフト２８
を備えている。主回転シャフト２４は、固定コア２２お
よび回転コア２３に貫通するように設けられていて、無
段変速モーター８とチェーン８１を介して連結されてお
り、無段変速モーター８によって自由な回転速度で回転
するようになっている。

【００２０】固定コア２２は、図６ないし図８に示すよ
うに、本体２２ａを挟んでフランジ２２ｂとオイルレス
ベアリング２２ｃとが設けられていて、本体２２ａの中
心軸に沿って回転シャフト２４の挿通孔２２ｄが設けら
れている。また、本体２２ａの表面には、段落ち部２２
ｅが形成されている。回転コア２３は、図９および図１
０に示すように、本体２３ａと本体２３ａの固定コア２
２側端面に設けられたオイルレスベアリグ２３ｂとから
構成されている。

【００２１】本体２３ａは、その周面に複数本（図では
８本）の凹溝２３ｃが形成されていて、中心軸に沿って
回転シャフト２４の挿通孔２３ｄが設けられている。凹
溝２３ｃは、溶融樹脂の入口側から徐々に深くなり、一
定の深さまでくるとその状態で平行に金型２の出口側端
部まで設けられている。そして、固定コア２２と回転コ
ア２３とは、挿通孔２２ｄ，２３ｄに回転シャフト２４
を挿通させ、主回転シャフト２４にナット２４ａを締め
込むことで、回り止め２６との間で強固に挟まれて、対
面する２つのオイルレスベアリング２２ｃ，２３ｂが摺
動自在に圧接されている。なお、回転シャフト２４は、
固定コア２２の挿通孔２２ｄ内で、図４に示すように、
オイルレスベアリング２２ｆ，２２ｆ，２２ｆによって
回転自在に支持されているとともに、回転コア２３のキ
ー溝２３ｅにキー２３ｆを打ち込むことで、回転コア２
３と一体に回転するようになっている。

【００２２】従って、図３および図４に示すように、チ
ェーン８１を介して無段階で変速可能な駆動装置８と連
結された回転シャフト２４が回転すると、回転シャフト
２４の回転に伴って回転コア２３のみがスムーズに回転
する。しかも、固定コア２２と回転コア２３とがオイル
レスベアリング２２ｃ，２３ｂを介して圧接されている
ので、溶融樹脂が隙間などに入り込まない。もちろん、
駆動装置８を停止すれば、回転コア２３も回転を停止す
るようになっている。

【００２３】固定ランド２１は、図３に示すように、固
定コア２２および回転コア２３を外側から囲繞し、固定
コア２２の段落ち部２２ｅおよび回転コア２３の外周面
との間に押出機１から押し出されてくる溶融樹脂の流路
（樹脂通過部）を形成するとともに、フランジ２２ｂに
ボルト止めされて固定コア２２と一体化されている。ア
ダプターリング２５は、固定ランド２１の側部に設けら
れていて、図５に示す押出機１から押し出されてくる溶
融樹脂を金型２内へ注入する注入口となっている。

【００２４】なお、各オイルベアリング２２ｃ，２２
ｆ，２３ｂの材質は、金属，合金，セラミック等が挙げ
られ、管成形温度（通常１６０〜３００℃）、回転速
度、耐磨耗性等を考慮して自由に選択することができ
る。副回転シャフト２８は、図３に示すように、主回転
シャフト２４を貫通して設けられていて、無段変速モー
ター９とチェーン９１を介して連結されており、無段変
速モーター９によって自由な回転速度で回転するように
なっている。

【００２５】プレート２７は、図１１に示すように、周
面に凹溝２３ｃと同じピッチでかつ凹溝２３ｃの断面形
状と略同じ形状の切欠２７ａが形成されているととも
に、副回転シャフト２８の先端にナット２７ｂを介して
固定されており、副回転シャフト２８の回転に伴って回
転自在になっている。また、プレート２７と回転コア２
３のナット２４ａとの間にはオイルレスベアリング２７
ｃを介在させることで、回転コア２３の回転に伴ってプ
レート２７が回転しないようになっている。

【００２６】フォーミング装置３は、図示していない
が、金型２から押し出されたパリソン（溶融状態の合成
樹脂管）５１を所望の径に整形するとともに冷却して固
化させて所望の合成樹脂管５とすることかできるように
なっている。引取機４は、フォーミング装置３で整形固
化された合成樹脂管５の管軸方向へ任意な引取速度で引
き取ることができるようになっているとともに、同時に
管５を周方向へ任意な速度で回転させることができるよ
うになっている。

【００２７】この金型２は、以上のように構成されてい
るので、つぎのようにすることで、図１２に示すように
一端から途中まで螺旋リブ５ａが形成され、途中から他
端まで螺旋リブ５ａが形成されていない合成樹脂管５を
連続的に得ることができる。まず、図１３に示すように
回転コア２３の凹溝２３ｃとプレート２７の切欠２７ａ
との位置を合わせるとともに、主回転シャフト２４と副
回転シャフト２８とを同じ角速度で、同一方向へ回転さ
せる。そして、押出機１から金型２内へ溶融樹脂を送り
込むと、溶融樹脂は、図６および図７に示すように、固
定コア２２の本体２２ａ表面に設けられた段落ち部２２
ｅと固定ランド２１との間に形成された第１樹脂通過部
２ａを通り、次に回転コア２３と固定ランド２１との間
に形成される第２樹脂通過部２ｂを通ってパリソン５１
となって金型２外へ押し出される。しかも、図１３に示
すように回転コア２３の凹溝２３ｃとプレート２７の切
欠２７ａとが常に合った状態で回転コア２３が回転して
いるので、金型２から押し出されるパリソン５１の内面
には、図１４に示すように内面に回転コア２３の回転速
度に応じたピッチで凹溝２３ｃと略同断面形状の螺旋リ
ブ５ａが形成されつつ押し出される。

【００２８】つぎに、副回転シャフト２８の回転速度を
少し速めるか、遅くするかして、図１５に示すように、
凹溝２３ｃと切欠２７ａとの位置がずれた状態にしたの
ち、この状態を保つように再び副回転シャフト２８の角
速度を回転コア２３に同調させる。この状態では、凹溝
２３ｃの出口側端部がプレート２７の切欠２７ａが設け
られていない部分で塞がれるため、図１６に示すように
内面にリブ５ａが形成されない状態で押し出される。

【００２９】すなわち、この金型２によれば、プレート
２７の切欠２７ａと回転コア２３の凹溝２３ｃと位置関
係を所定時間ごとに変化させて、凹溝２３ｃの出口を開
放させたり、塞いだりすることで、内面に螺旋リブ５ａ
したり、しなかったりを繰り返し行うことができるよう
になっている。このようにして押し出されたパリソン５
１は、金型２から冷却槽付きフォーミング装置３へ入り
整形されつつ冷却固化して所望の径の内面螺旋リブ付き
合成樹脂管５とされたのち、引取機４によって引き取ら
れるのであるが、引取機４は、金型２の押出速度と略同
じ速度で管軸方向へ引き取るとともに、管５の自転速度
にあわせて管５に周方向への回転を与えるようになって
いる。したがって、引取機４による引取りによって管５
の軟化状部分へ負荷が全くかからないように引き取るこ
とができる。

【００３０】なお、この金型２では、第２樹脂通過部２
ｂに溶融樹脂が入る前に、管軸（押出）方向）へ溶融樹
脂の速度が一定に調整しておくことが必要である。即
ち、上記のように速度が調整できていないと、第２樹脂
通過部２ｂで溶融樹脂が管の周方向で速度の速い遅いが
生じ、成形された内面螺旋リブ付き管５は、ある方向に
曲がったものとなり商品価値が落ちる。そこで、この金
型２では、段落ち部２２ｅに島状部２２ｇを設け、押出
機１から金型２内へ送られた溶融樹脂１１を図６および
図７に矢印で示すように島状部２２ｇを迂回させること
で直ちに管軸方向へ一定速度で押し出せるようにしてい
る。

【００３１】因に、凹溝２３ｃの出口側端部が塞がれな
い状態からプレート２７の回転によって塞ぐまでの時間
は、製品となる合成樹脂製内面螺旋リブ付き管の設計基
準によって異なるが、材質ポリ塩化ビニル、押出量３０
kg／時間・線速４２cm／分・口径１００Ａ・リブ高さ３
mm・螺旋リブの条数１２条、螺旋リブピッチ１１００mm
・先端コア回転数２rpm の場合、０．１〜１秒程度がよ
い。

【００３２】また、プレート２７副回転シャフト２８と
の固定は、凹溝２３ｃから押し出される樹脂圧力を完全
に阻止できるように強固に固定する。なお、通常樹脂圧
は、５〜３０kg／cm² 程度である。本発明にかかる内面
螺旋リブ付き合成樹脂管の製造方法は、上記の実施例に
限定されない。たとえば、回転コアに代えて、出口側表
面に螺旋溝が形成された全体を固定したコアを用い、こ
の固定コアの端部にプレートを回転自在に設けるように
しても構わない。

【００３３】また、切欠２７ａと凹溝２３ｃとの位置を
合わせた状態（凹溝２３ｃの出口を開放状態）またはず
らせた状態（凹溝２３ｃの出口を塞いだ状態）を切替え
なければ、螺旋リブが内面に連続的に形成された合成樹
脂管または螺旋リブが全くない合成樹脂管を連続的に成
形することができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明にかかる押出成形金型および合成
樹脂管の押出成形方法は、以上のように構成されている
ので、一端から管の途中まで螺旋リブが形成され、その
後管の途中から他端にかけて螺旋リブが形成されていな
い合成樹脂管を連続成形で効率よく製造することができ
る。

【００３５】したがって、製造コストを低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】合成樹脂管の内面に形成される螺旋リブの１例
を説明する合成樹脂管の断面図である。

【図２】螺旋リブの別例を説明する説明図である。

【図３】本発明にかかる合成樹脂管製造用押出成形金型
の１実施例をあらわす断面図である。

【図４】図３の金型を出口側から見た正面図である。

【図５】図３の金型を組み込んだ押出成形装置の１例を
説明する説明図である。

【図６】図３の金型の固定コアの側面図である。

【図７】図６のＢ方向矢視図である。

【図８】図６のＣ方向矢視図である。

【図９】図３の金型の回転コアの側面図である。

【図１０】図９のＤ方向矢視図である。

【図１１】図３の金型のプレートの斜視図である。

【図１２】本発明にかかる合成樹脂管の製造方法で得た
合成樹脂管の１例をあらわす断面図である。

【図１３】回転コアの凹溝とプレートの切欠との位置を
あわせた状態を説明する説明図である。

【図１４】図１３の状態のときの押し出されたパリソン
の内面形状説明する説明図である。

【図１５】回転コアの凹溝とプレートの切欠との位置を
ずらせて凹溝の出口を塞いだ状態を説明する説明図であ
る。

【図１６】図１５の状態のときの押し出されたパリソン
の内面形状説明する説明図である。

【図１７】高層建築の排水管路の１例の配管図である。

【図１８】本発明者らが先に提案した押出成形金型の断
面図である。

【図１９】本発明者らが先に提案した別の押出成形金型
の断面図である。

【符号の説明】

２ 金型 ５ 合成樹脂管 ２２ 固定コア ２３ 回転コア ２７ プレート ２８ 副回転シャフト（位置調節手段） ５１ 螺旋リブ ２３ｃ 凹溝 ２７ａ 切欠

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コアの少なくとも出口側表面にコアの出口
   側端面まで達する複数の凹溝が所望ピッチで形成されて
   いて、内面に前記凹溝に対応した螺旋リブが形成された
   内面螺旋リブ付き合成樹脂管を金型出口から連続的に押
   出成形する押出成形金型であって、前記コアの最大径と
   略同じ外径で、前記凹溝と略同じか少し大きな切欠が前
   記凹溝と同じピッチで周囲に形成された円盤状のプレー
   トを備え、このプレートは、中心軸をコアの軸心と一致
   させた状態で前記コアの出口側端面に回転自在に支持さ
   れているとともに、このプレートを押出成形途中に所望
   角度回転させて前記凹溝と切欠との周方向の位置関係を
   ずらせる位置調節手段を有していることを特徴とする合
   成樹脂管製造用押出成形金型。
2. 【請求項２】請求項１の押出成形金型から連続的に合成
   樹脂管を押し出すとともに、位置調節手段を介して押出
   成形途中にプレートを周方向に回転させ、凹溝と切欠と
   の位置が合った状態と、凹溝の出口側端面がプレートの
   切欠が設けられていない部分で閉鎖された状態とを所望
   時間毎に切り換えることを特徴とする合成樹脂管の押出
   成形方法。